化学ってなに?



私たちの生活に欠かせない衣服や日用品。

くらしを便利にしてくれる自動車やスマートフォン。

食事を豊かにしてくれる野菜や果実。

こうした様々なもののなかにあって、気づかないけれども、まるで空気のように、私たちの毎日を支えているのが、「化学」の技術です。「化学」は環境やエネルギーの問題など、世界の課題を解決する力も持っています。化学技術がどのように役立ってるいるのでしょうか。





原料と材料も化学から生まれた。

化学とは、下記のように

A+B→C

いくつかのものから、性質の違う別のものができることを化学反応と言います。さまざまなものの性質を調べ、化学反応させることで、それまでになかった新しいものをつくりだすことができる。このような技術を科学技術といいます。そうやってできたものが化学製品です。

暮らしの中にはたくさんの化学製品があります。例えばプラスチックはメタクリル樹脂からできています。プラスチックは使い道によっていろいろな種類になります。周りを見渡してみてください。プラスチック製品ばかりなのに気が付きますよね。では、プラスチックの原料であるメタクリル樹脂は何からできているのでしょうか?

それは、石油からなのです。掘り出したものを原油といいます。

原油は、大昔の生物の死骸が、長い年月の間に変化したものです。

原油は利用できるようにするために7つの成分に分けられます。

  • ガス
  • ナフサ
  • ガソリン
  • 灯油
  • 軽油
  • 重油
  • 残油の7つです。

その中のナフサから

  • エチレン
  • プリピレン
  • ブタジエン
  • ベンゼン
  • トルエン
  • キシレン

などの化学薬品ができます。まるで漫画のドクターストーンみたいですよね。それら化学薬品から

  • プラスチック(ゴム手袋・ペットボトル・ストロー・レジ袋など)
  • 合成せんい原料(衣服・カーテン・カーペットなど)
  • 合成ゴム(ホース・タイヤなど)
  • 塗料原料・溶剤(家具・自動車など)
  • 洗剤原料(シャンプー・洗剤など)
  • その他(農薬・接着剤など)

を作ることができます。



環境とエネルギー問題

私たちの生活を維持していくのにはプラスチックは必要です。

しかし!今、環境やエネルギーのことが大きな問題になっています。地球温暖化を防がなければならない。地球環境にさまざまな問題が起こっている。地球は悲鳴をあげているのです。その原因のひとつは石油や石炭などの資源をエネルギーとして使っていることなんだ。私たちが暮らしていくためにはエネルギーを使わなければならない。

そこで、できるだけ地球環境を壊さないエネルギーを使うことや環境に良くない物質をださないための工夫などを考えている。

例えば

  • LED照明は蛍光灯に比べて使う電気の量が少なくてすむので、資源を効率よく利用できる。
  • ディーゼルエンジン車から廃棄されるすすを除くフィルターは大気を汚さない工夫だ。
  • 低燃費タイヤは同じ量の燃料でより長い距離を走れることで資源を有効に使えるんだ。

ほかにも、日進月歩に色々と工夫と実用化されている。誰も見ないところで、化学は日々進歩しているのです。



ICT(情報通信技術)に化学はどう使われている?

ICTとはインフォメーション・コミュニケーション・テクノロジーの略です。簡単にいえば、インターネットとかパソコン・スマホなどの技術で、通信技術によって世界中がつながっていることです。

  • 偏向フィルムとは、ある決まった形や方向の光の波を通す働きがあります。そのおかげで映像がきちんと映し出されるんです。偏向フィルムはスマホのほかタブレット端末や液晶テレビにも使われています。
  • スーパーエンジニアリングプラスチックスは普通のプラスチックよりじょうぶで熱にも強いプラスチックです。より小さくより軽くが実現できる電子部品などに使われている。液晶ポリマーなど自動車ランプなどに使われています。
  • ポリエーテルサルホンは飛行機の機体を強く軽くするための材料の一部として使われています。
  • リチウムイオン二次電池は高い性能を持ち、軽くてコンパクトな蓄電池として、幅広く使われています。簡単にいえば、充電して何度も使える電池のうちリチウムを使っているものを、リチウムイオン二次電池と言います。ほかの蓄電池と比べて軽くて大きな電力をもち、寿命が長い特徴がある。将来的には電気自動車の大部分はリチウムイオン二次電池となると思われます。
  • 有機ELとは、軽くて薄いこと、発熱量がすくないこと。使う電力が少ないことが特徴です。紙のような薄さ、髪の毛の1000分の1くらいしかないディスプレイです。面で光り曲げることもできます。熱が出ないので、食材を照らすことができます。曲げることが可能なので、様々な形の明かりやディスプレイを作ることができる。将来のディスプレイとなるのは間違いありません。



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食糧生産と健康の化学

私たちが生きていくことで食べることは必要です。食料を生産する産業のひとつが農業です。世界の人口は増えてきて、そのためには食料を安定して生産できるようにすることが、これからますます重要になっていきます。

  • 農薬は、農作物を育てるときに雑草が生えたり病気になったりして、農作物が枯れてしまったり、大きく育たなかったりすることがある。せっかく育てた農作物を害虫が食べてしまうこともあれば、リンゴやモモなどは病気や害虫のせいで収穫がゼロになることだってある。そういう被害を防ぐことができるのだ。
  • 農薬の安全性としては、使ってよい時期と使ってよい量が決められている。多くの試験によって、人や環境への安全性が厳しくチェックされている。
  • 人に安全で、環境にやさしいものが使われている。

人は健康に過ごすためにも化学を利用しているのです。

  • 感染症の原因になるウイルスなどは、蚊などの虫が運ぶことがある。例えばマラリアという病気だ。マラリアにかかると高い熱が出て死んでしまうこともある。マラリア原虫はこのハマダラカという蚊がうつします。マラリアにかかった人を刺した蚊が別の人を刺してマラリア原虫がうつると、さされた人がマラリアになってしまいます。防虫剤を練りこんだ「かや」を使うことでマラリア感染の蚊から守ることです。
  • 家庭用防虫剤はむかでやありなどの毒虫から身を守ります。また、たんすの中の衣服を無視から守る防虫剤や、シロアリ防虫剤なども化学製品です。
  • 病気を治す効果のある治療薬と病気の診断や検査に用いる検査薬も化学物質の組み合わせから出来ています。

食料や農業、健康のための技術は生命について研究することなのでライフサイエンスと言われます。



まとめ

化学の力が身近な暮らしの中で役立っている。

しかし!これからの化学は環境破壊やエンルギー問題への積極的な取り組みが必要です。

  • 環境にやさしい製品
  • 性能の良い製品
  • 効率のよい製品

を作るために科学技術はますます役立つ学問になるでしょう。こんなものがあったらいいとか、こういうものができないかとか考えていれば、それらが新しい製品を生み出す力になるに違いない。化学は想像力なのだ!

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